Question

在一定温度下，将气体X和Y各1.6mol充入10L恒容密闭容器中，发生如下反应：X（g）+ Y（g）2Z（g）,在反应过程中，X的物质的量与时间的关系如下表所示：

t/min	0	2	4	6	8	……	16	18
n(X)/mol	1.600	1.200	1.100	1.075	……	……	1.000	1.000

请完成下列各题：

（1）4～6min时间段内Z的平均反应速率为                  ;

（2）此温度下该反应的平衡常数K=         ；若升高温度， K减小，则正反应        （填“吸热”或“放热”）反应

（3）若改变反应条件， Z的体积分数w(Z)的变化如图，曲线(Ⅰ)所示的条件可能是         。（填入下列条件的序号）

①恒容条件下，升高温度；

②恒容条件下，降低温度；

③恒温条件下，缩小反应容器体积；

④恒温条件下，扩大反应容器体积；

⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂。

（4）若保持其他条件不变，再充入1.6mol Z，达新平衡后Z的体积分数为_       __(保留一位小数)

Answer

（1）2.5×10-3mol/(L·min)；（2）K=1.44 ；放热；（3）③⑤；（4）37.5%

【解析】

试题分析：（1）分析表中数据知4～6min时间段内X的物质的量变化为（1.100-1.075）mol=0.025mol，根据反应：X（g）+ Y（g）2Z（g）知Z的物质的量变化为0.05mol，容器的体积为10L，Z的物质的量浓度变化为0.005mol/L，Z的平均反应速率为0.005mol/L÷2min=2.5×10-3mol/(L·min)。

（2）分析表中数据知反应达平衡时n(X)=1.000mol，根据反应X（g）+ Y（g）2Z（g）知n(Y)=1.000mol，n(Z)=1.200mol，则c(X)=0.1000mol/L，c(Y)=0.1000mol/L，c(Z)=0.1200mol/L，此温度下该反应的平衡常数K= c2(Z)/ c(X) c(Y)=1.44；若升高温度， K减小，平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，则正反应放热反应。

（3）根据图像知改变反应条件， 由曲线II变为I，Z的体积分数w(Z)不变，平衡不移动，达平衡的时间缩短，反应速率加快。①恒容条件下，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，错误；②恒容条件下，降低温度，平衡向放热反应方向移动，错误；③恒温条件下，缩小反应容器体积，压强增大，反应速率加快，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，平衡不移动，Z的体积分数不变，正确；④恒温条件下，扩大反应容器体积，压强减小，反应速率减慢，错误；⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂，反应速率加快，平衡不移动，Z的体积分数不变，正确，选③⑤。

（4）若保持其他条件不变，再充入1.6mol Z，相当于增大压强，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，平衡不移动，达新平衡后Z的体积分数不变，由表中数据计算Z的体积分数。分析表中数据知反应达平衡时n(X)=1.000mol，根据反应X（g）+ Y（g）2Z（g）知n(Y)=1.000mol，n(Z)=1.200mol，Z的体积分数为1.200mol÷（1+1+1.2）mol=37.5%。

考点：考查化学平衡的移动